KOMENTÁŘ. Když výrobci ochranných pomůcek, roušek či respirátorů, chválí jejich vysokou filtrační účinnost, říkají tím hlavně to, že použili kvalitní materiál. To však samo o sobě nezaručuje celkovou ochrannou účinnost výrobku, pokud správně netěsní na obličeji, upozorňují v textu pro HlídacíPes.org odborníci na protichemickou ochranu Jiří Slabotinský a Pavel Častulík.

Během koronavirové pandemie se vedle seriózních firem objevili i „zaručení“ výrobci, kteří se nabubřelou reklamou odvolávali na renomované zkušebny, kde mělo proběhnout testování jejich produktů. Pro běžné zákazníky vystavené zprávám o počtu nakažených a zemřelých na nemoc Covid-19 to bylo jako „stéblo pro tonoucího“.

Dodavatelé respirátorů při prezentaci svých výrobků zmiňují zejména právě materiál. Ten může být tak hustý, že vytvoří dírky menší než je velikost viru. Protože k tomu jsou využívána velmi tenká vlákna v nano-rozměrech (podobných velikosti virů), jsou tyto textilie honosně nazývány nanomembrány.

Stejný účel sice splní i jiné textilie, nicméně nanomembrány jsou oproti nim lehčí. Takové textilie pro respirátory jsou schopny bez problémů zachytit i nejmenší částice.

Filtrace vs. celková účinnost

Sám koronavirus má rozměr asi 0,00000001 m, což jsou nanometry. Vyskytuje-li se v kapičkách, které vyletí při kašli nebo při kýchnutí, ty nejmenší mohou být asi desetkrát větší, to znamená mikrometrové.

Problémem při ochraně je ale odpor vůči proudění vzduchu, ať už ho vdechujeme nebo vydechujeme. Čím hustší textilie, tím lepší filtrace, ale také horší prodyšnost. Ta se nahrazuje velikostí plochy respirátoru, která však není nekonečná. Pro vydechování lze prodyšnost usnadnit vložením ventilu, který se otevírá při vzniku přetlaku při vydechování. Ale má to skutečně smysl u člověka, který kašle nebo kýchá – a může mít infekční nemoc?

KAŽDÉ RÁNO TO NEJLEPŠÍ Z HLÍDACÍPES.ORG

Pro hodnocení kvality ochrany respirátorů bylo přijato označení FFP (Filter Face Piece), které je rozděleno do tří kategorií. To je evropský standard rozdělený na FFP 1, FFP 2 a FFP 3. Vedle toho však existuje i americký standard N 95, N 99 a N100. Co to znamená?

Čím vyšší číslo, tím hustší textilie a účinnější záchyt částic minimálně 300 nm (0,3 mikronů). Čím větší částice, tím vyšší účinnost záchytu. Je však třeba rozlišovat tzv. filtrační účinnost materiálu a celkovou účinnost respirátoru. Rozdíl je to zásadní.

Zatímco filtrační účinnost je snadno stanovitelná a představuje kvalitu materiálu použitého pro respirátor (tuto hodnotu zpravidla prezentují výrobci), s tou celkovou je to poněkud složitější. Ta totiž zahrnuje i tzv. těsnost neboli utěsnění na obličeji, které lze jen těžko jednoznačně stanovit.

Různé hlavy, různé výsledky

Lidé mají různé obličeje, takže různým lidem také může výrobek různě „padnout“. Obecně je tedy celková účinnost nižší, jak uvádí následující tabulka.

Naměřené údaje u respirátorů. Zdroj: Slabotinský, J., Brádka, S.: Reálná ochranná účinnost respirátorů. Časopis Společnosti krizové připravenosti zdravotnictví ČLS JEP Krizová připravenost zdravotnictví, ročník 1., číslo 2. (suplement)

Avšak i tak je tzv. celková účinnost pouze informační hodnotou, protože byla stanovena za definovaných podmínek na umělé (tzv, Sheffieldské) hlavě nebo u několika vybraných osob vykonávajících předepsané různé pohyby a grimasy, což samozřejmě nezaručuje, že bude dokonale těsnit všem.

Hodnotou klíčovou pro hodnocení celkové účinnosti je takzvaný Fit Faktor (FF). Pro aerosolové částice se porovnává s vloženým HEPA filtrem (High Eficiency Particticulate Arrestance – vysoce účinný záchyt částic), u něhož je záchyt částic pokládán za 100 % (viz N 100). Hodnota celkové účinnosti ηc se pak stanovuje ze vztahu c=1-1FFx100.

Odtud tedy vyplývá, že pro účinnost 80 % musí mít FF hodnotu 5, pro 90 % hodnotu 10 a pro 99 % hodnotu 100 a pro 99,9 % hodnotu 1000.

Taková situace málokdy nastane, jak je vidět z ukázky testování respirátorů u osob s různým tvarem obličeje při vykonávání normou předepsaných pohybů a grimas během pěti minut testování.

Informace o ochraně dýchadel. VÚBP Praha a ČSN EN 149+A1. Přepočty na Fit Faktor autoři. Zdroj dat ZDE

Z tabulky je vidět, že se jedná o poměrně mírná kritéria, která však ukazují značný vliv tvaru a charakteru obličeje na kvalitu utěsnění, takže se v podstatě stírá rozdíl mezi různými typy respirátorů. Navíc se ukazuje, že za těchto okolností by rouška splňovala kritérium pro FFP 2.

Abychom lépe pochopili význam Fit Faktoru, musíme vycházet z jeho definice, což je poměr vstupní koncentrace k té výstupní (vdechované za filtrem respirátoru). Odtud vyplývá, že čím vyšší koncentrace částic v okolí, tím více jich můžeme vdechnout při stejné kvalitě respirátoru.

Jiná situace však nastává, pokud budeme definovat maximálně přípustnou hodnotu koncentrace v jednotce objemu vdechovaného vzduchu. To znamená, že se jedná o konstantu, která nezávisí na koncentraci částic v okolním vzduchu. Tak například, když v okolním vzduchu bude 10 000 částic, pak u FFP 3 by mohlo vniknout bez limitu až 100 částic, pokud bychom však jako limitní hodnotu stanovili 10 částic v objemové jednotce vdechovaného vzduchu, pak by FFP 3 mělo mít účinnost 99,9 %.

Cítíte cigaretu?

Je tedy zřejmé, že zejména u materiálů s velmi malými otvory pro záchyt nejmenších částic aerosolu se sníží snadnost prodýchání a dotyčná osoba nasává vzduch netěsností (většinou kolem nosu nebo po stranách, když okraje nekopírují pohyb obličeje nebo když není obličej hladký (vous). Při výdechu pak dochází k úniku netěsností (zamlžování brýlí), což znamená, že osoby s virovou nákazou volně šíří aerosol s viry do okolí.

V takovém případě honba po zachycování co nejmenších částeček aerosolu (i pod 0,3) nm je jenom obchodním trikem výrobců. Zásadním kritériem pro zákazníka totiž není proklamovaná kvalita respirátoru, ale především kvalita jeho spolehlivosti při užití.

Ověřit si to může každý třeba tím, zda bude v respirátoru cítit cigaretový kouř z okolí nebo si odzkouší kvalitativně těsnost pomocí aerosolu nějaké sladké (sacharinu) nebo hořké (Bitrex) látky. V takovém případě by mohly dostatečně posloužit i prodyšnější a kvalitněji zakrývající roušky, a to i když budou zachycovat jen částice větší než 0,3 mikronů.

Autoři se dlouhodobě zabývají protichemickou ochranou v armádě, v civilním výzkumu a ve vývoji protichemických prostředků.